朗肯循環(huán)是指以水蒸氣作為工質(zhì)的一種理想循環(huán)過程,主要包括等熵壓縮、等壓加熱、等熵膨脹、以及一個(gè)等壓冷凝過程。用于蒸汽裝置動(dòng)力循環(huán)。工作過程:3-4過程:在水泵中水被壓縮升壓,過程中流經(jīng)水泵的流量較大,水泵向周圍的散熱量折合到單位質(zhì)量工質(zhì),可以忽略,因而3一4過程簡(jiǎn)化為可逆絕熱壓縮過程,即等熵壓縮過程。4-1過程:水在鍋爐中被加熱的過程本來是在外部火焰與工質(zhì)之間有較大溫差的條件下進(jìn)行的,而且不可避免地工質(zhì)會(huì)有壓力損失,是一個(gè)不可逆加熱過程。我們把它理想化為不計(jì)工質(zhì)壓力變化,并將過程想象為無數(shù)個(gè)與工質(zhì)溫度相同的熱源與工質(zhì)可逆?zhèn)鳠?,也就是把傳熱不可逆因素放在系統(tǒng)之外,只著眼于工質(zhì)一側(cè)。這樣,將加熱過程理想化為定壓可逆吸熱過程。有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電,利用低沸點(diǎn)有機(jī)物作為工質(zhì)的朗肯循環(huán)的發(fā)電技術(shù)。廣東orc低溫余熱發(fā)電技術(shù)
ORC系統(tǒng)凈輸出功率隨著蒸發(fā)溫度升高先增大后減小,如圖3所示,在蒸發(fā)溫度范圍內(nèi),三種工質(zhì)的更大凈輸出功率為385kW、365kW、350kW,三種工質(zhì)達(dá)到更大凈輸出功率時(shí)溫度為100℃、95℃和90℃。根據(jù)工質(zhì)的參數(shù)數(shù)據(jù),工質(zhì)的臨界溫度越低,系統(tǒng)就會(huì)有越大的凈輸出功率,就需要越高的蒸發(fā)溫度。所以為了獲得較高系統(tǒng)輸出功率,應(yīng)該選擇臨界溫度更小的工質(zhì)。ORC系統(tǒng)排煙溫度會(huì)隨著蒸發(fā)溫度變化的,系統(tǒng)的排煙溫度隨著蒸發(fā)溫度的升高而升高,在蒸發(fā)溫度相同的情況下,工質(zhì)的臨界溫度越低,系統(tǒng)就的排煙溫度就會(huì)越低。廣東orc低溫余熱發(fā)電技術(shù)ORC發(fā)電機(jī)組的裝機(jī)容量和對(duì)電網(wǎng)的網(wǎng)更方便。
ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本身的優(yōu)勢(shì):可采用螺桿膨脹機(jī)替代汽輪機(jī),其結(jié)構(gòu)相對(duì)傳統(tǒng)汽輪機(jī)簡(jiǎn)單得多,額定功率小,其適用作為低焓能源動(dòng)力利用的動(dòng)力機(jī),因此對(duì)有機(jī)工質(zhì)蒸汽做功更適用。鑒于目前螺桿膨脹機(jī)還未普及,那么即使使用汽輪機(jī),因有機(jī)工質(zhì)蒸汽比容、焓降小,故所需汽輪機(jī)的尺寸(特別是汽輪機(jī)末級(jí)葉片的高度減小)、排氣管道尺寸及空冷冷凝器中的管道直徑均較小。與水蒸氣相比,由于有機(jī)工質(zhì)的聲速低,在低葉片速度時(shí),能獲得有利的空氣動(dòng)力配合,在50Hz時(shí)能產(chǎn)生較高的汽輪機(jī)效率,不需要裝齒輪箱。由于轉(zhuǎn)速低,因此噪聲也小。
ORC系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度應(yīng)該控制在70-11℃,并且系統(tǒng)的凈輸出功存在極大值,綜合分析工質(zhì)對(duì)環(huán)境影響潛能值,使用R600a工質(zhì)比較有效,根據(jù)蒸發(fā)溫度為100℃設(shè)計(jì),ORC系統(tǒng)可以獲得385kW的發(fā)電功率,全年可以節(jié)約950噸標(biāo)煤,并減少2250噸二氧化碳,以及降低氮氧化物的排放,有非常好的節(jié)能減排效果。垃圾焚燒低溫余熱發(fā)電的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)該了解不同工質(zhì)的屬性,并根據(jù)系統(tǒng)的要求正確選擇工質(zhì);有工質(zhì)的蒸發(fā)溫度,對(duì)發(fā)電功率、發(fā)電效率和排煙溫度有明顯影響,工質(zhì)選擇時(shí)應(yīng)予以綜合考慮。ORC發(fā)電機(jī)組的裝機(jī)容量和對(duì)電網(wǎng)的沖擊較小。
國(guó)外對(duì)于低溫余熱的研究開始于20世紀(jì)70年代,其中對(duì)ORC系統(tǒng)進(jìn)行研究的更早,早在20世紀(jì)20年代初期,就有人開始研究使用苯醚為工質(zhì)的有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)。通過對(duì)國(guó)內(nèi)外大部分ORC系統(tǒng)設(shè)備生產(chǎn)商及相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)的分析和研究,發(fā)現(xiàn)ORC系統(tǒng)比較適合用于300℃以下的余熱熱源.工業(yè)余熱資源回收潛力和余熱發(fā)電環(huán)保效應(yīng)巨大,美國(guó)公司曾經(jīng)建造了利用煉油廠為余熱(110℃)的ORC系統(tǒng),該系統(tǒng)運(yùn)用單級(jí)向心透平,有機(jī)工質(zhì)為R113,輸出功率約為1174KW。美國(guó)公司和日本曾建造了以工業(yè)廢熱為熱源的ORC系統(tǒng),更終取得了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。有機(jī)朗肯循環(huán)簡(jiǎn)稱ORC。熱水或熱流體ORC低溫發(fā)電機(jī)現(xiàn)價(jià)
ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用范圍普遍。廣東orc低溫余熱發(fā)電技術(shù)
在ORC低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)中,有機(jī)工質(zhì)的研究和選擇是更重要的內(nèi)容之一,因?yàn)橛袡C(jī)工質(zhì)的物理性質(zhì)對(duì)熱源的回收效率起著決定性的作用,并對(duì)系統(tǒng)組件的設(shè)計(jì)難度有重要影響。例如,工質(zhì)的冷凝壓力高,會(huì)導(dǎo)致密封系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度高。由于ORC系統(tǒng)回收的是低溫余熱,為了使工作介質(zhì)在較低溫度下汽化,應(yīng)采用沸點(diǎn)較低的有機(jī)工作介質(zhì)。同時(shí),低沸點(diǎn)有機(jī)工作介質(zhì)還應(yīng)具有以下理想特性:低臨界壓力和臨界溫度,良好的干濕性能,低粘度,低表面張力,高循環(huán)效率,較高的安全性和環(huán)境友好性,根據(jù)機(jī)器運(yùn)行環(huán)境,合理選擇國(guó)內(nèi)主流出色有機(jī)工質(zhì)作為ORC機(jī)組運(yùn)行工質(zhì)。廣東orc低溫余熱發(fā)電技術(shù)